1、制作：赵冬晗概述铣削是使用多齿旋转刀具进行切削加工的一种方法。铣刀的种类繁多，但从结构实质上可看成是分布在圆柱体圆锥体和特形回转体的外缘或端面上的切削刃或镶装上刀齿的多齿刀具。每一个刀齿相当于一把车刀，其切削加工特点与车削加工基本相同。在铣削加工中，用圆柱铣刀和端铣刀铣削平面具有代表性，故在讨论铣削原理何铣刀的几何角度时以这两种刀具为主。并介绍了几种常见的尖齿铣刀的结构特点和成形铣刀的廓形设计。8.1 铣刀的种类和用途铣刀是金属切削刀具中种类最多的刀具之一，属于多齿刀具，其每一个刀齿都相当于一把单刃刀具固定在铣刀的回转表面上。铣刀可以按用途分类，也可以按齿背形式分类。图 8.3三面刃铣刀(a)
2、 (b) (c) 又称盘铣刀，刀体的圆周及两侧环形端面上均有刀齿，其圆周刀刃为主切削刃，侧面是副切削刃，只对加工侧面起修光作用。主要用于加工台阶面和一端或两端贯穿的浅 沟槽。有直齿（图 8.3a）斜齿（图 8.3b）之分，直径较大的常采用镶齿结构（图 8.3c）。 5立铣刀 一般有三到四个刀齿。用于加工平面、台阶、槽和相互垂直的平面， 圆柱上的切削刃是主切削刃，端面上分布着副切削刃。工作时只能沿刀具的径向进给，而不能沿铣刀的轴线方向作进给运动。 用立铣刀铣槽时槽宽有扩张，故应取直径比槽宽略小的铣刀。 8.1.2 按刀齿齿背形式分1尖齿铣刀 尖齿铣刀的特点是齿背经铣制而成，并在切削刃后磨出一条窄
3、的后刀面，铣刀用钝后只需刃磨后刀面，上述铣刀基本为尖齿铣刀。2铲齿铣刀 铲齿铣刀的特点是齿背经铲制而成，铣刀用钝后仅刃磨前刀面，易于保持切削刃原有的形状，因此适用于切削廓形复杂的铣刀，如成形铣刀。8.2 铣刀的几何角度铣刀的种类、形状虽多，但都可以归纳为圆柱铣刀和面铣刀两种基本形式，每个刀齿可以看作是一把简单的车刀，所不同的是铣刀回转、刀齿较多。因此只通过对一个刀齿的分析，就可以了解整个铣刀的几何角度。8.2.1 铣刀的标注角度参考系与车刀相似，由坐标平面和测量平面组成，其基本坐标平面有基面和切削平面。其中基面是通过切削刃选定点并包含铣刀轴线的平面，并假定与主运动方向垂直。切削平面是通过切削刃
4、选定点的圆柱切平面。测量平面有端剖面，螺旋齿铣刀还有法剖面。如图 8.8所示 8.2.2铣刀的几何角度1圆柱铣刀的几何角度前角和后角都标注在端剖面上（如图 8.9）。若是螺旋齿，还要标注螺旋角 、法剖面前角 n和法后角 n三个参数。前角 o和法向前角 n两者的关系为圆柱铣刀的主偏角为 90，无副偏角 。图 8.8 圆柱铣刀的几何角度2面铣刀的几何角度面铣刀的一个刀齿，相当于一把小车刀，其几何角度基本与外圆车刀相类似，所不同的是铣刀每齿基面只有一个，即以刀尖和铣刀轴线共同确定的平面为基面。因此面铣刀每个刀齿都有前角、后角、主偏角和刃倾角四个基本角度。（如图 8.9） 注意在设计、制造、刃磨时，还
5、需要进给、切深剖面系中的有关角度，如图 8.9中的 f 、 f 。图 8.9 面铣刀的几何角度3铣刀几何角度的选择（ 1）前角的选择 工件材料 b（ MPa） 高速 钢铣 刀 硬 质 合金 铣 刀钢 材 600 20 15600 1000 15 -5 1000 12 10 -（ 10 15）铸铁 5 15 -5 5根据刀具和工件的材料确定。一般小于车刀；高速钢比硬质合金刀具要大；塑性材料 前角 ；脆性材料 前角 ；强度 、硬度 负前角。见下表 8.1 （ 2）后角的选择 铣 刀的 类 型 后角 值高速 钢铣 刀 粗 齿 12细齿 16高速 钢锯 片 铣 刀 粗、 细齿 20硬 质 合金 铣 刀
6、 粗 齿 6 8细齿 12 15在铣削过程中，铣刀的磨损主要发生在后刀面上，采用较大的后角可以减少磨损；当采用较大的负前角时，可适当增加后角。具体数值可参考表 8.2。 铣 刀类 型 螺旋 齿圆 柱 铣刀立 铣刀三面刃、两面刃 铣刀粗 齿 细齿螺旋角45 60253030451520（ 3）刃倾角的选择 立铣刀和圆柱铣刀的外圆螺旋角 就是刃倾角 s。 ，实际前角 ，切削刃锋利，切屑易于排出。铣削宽度较窄的铣刀，增大 的意义不大，故一般取 =0或较小的值。具体数值参考下表 8.3： （ 4）主偏角与副偏角的选择 常用的主偏角有 45、 60、 75、 90。工艺系统的刚性好，取小值；反之，取大值
7、。副偏角一般为5 10。圆柱铣刀只有主切削刃，没有副切削刃，因此没有副偏角。主偏角为 90。8.3 铣削基本规律铣削是使用多齿刀具进行切削的一种加工方法，其生产率高、应用非常广泛。但属于断续切削，在刀齿切出和切入时有冲击，故应根据其加工特点综合各方面的因素合理的选择切削用量和铣削方式。8.3.1 铣削要素与切削层参数1铣削要素 机床选用的铣削参量 （ 1）铣削速度 （ 2）进给量 铣刀刀齿切削处的线速度 每转进给量 f 每齿进给量 af 进给速度 f （ 3）背吃刀量（铣削深度） ap 通过切削刃基点并垂直于工作平面的方向上测量的吃刀量，如图 8.10所示，它是平行于铣刀轴线方向度量的切削层尺
8、寸。 （ 4）侧吃刀量 ae： 在平行于工作平面并垂直于切削刃基点的进给运动方向上测量的吃刀量，如图 8.10示，它是垂直于铣刀轴线方向和进给方向度量的切削层尺寸。 图 8.10 铣削要素2切削层参数（ 1）切削层厚度 hD 在铣削过程中，切削厚度是不断变化的 。圆周铣削逆铣（图 8.11）时，任意点的切削厚度可以按此式计算： 面铣刀铣削时，刀齿的切削厚度在刚切入工件时为最小，切入中间位置时最大，以后又逐渐减小。如图 8.12任意点的切削厚度可以按此式计算 ：图 8.11 圆柱铣刀的切削厚度 图 8.12 面铣刀的切削厚度（ 2）切削层宽度 bD 主切削刃与工件切削层的接触长度即主切削刃实际参
9、加切削的长度 螺旋齿圆柱铣刀的切削层宽度随刀齿的位置而变化（图 8.13）。直齿圆柱铣刀 面铣刀 （ 3）切削面积 AD 常采用平均切削面积 ADav这一参数，其计算公式是图 8.13 螺旋齿圆柱铣刀的切削宽度3铣削用量的选择 应当根据工件的加工精度、铣刀的耐用度及机床的刚性，首先选定背吃刀量，然后选取进给量，最后确定铣削速度。 （ 1）背吃刀量的选择应视工艺系统的刚度和已加工表面的精度、表面粗糙度而定。 （ 2）进给量和切削速度 粗加工时，根据工艺系统刚性及刀具耐用度来选择。 半精加工时，选择较小的每齿进给量，较大的切削速度（参见表 8.5） 精加工宜选择较小的每齿进给量和较大的铣削速度进行
10、铣削。 8.3.2 铣削力及铣削功率1铣削分力根据对刀具和铣削加工动力的影响可分为（ 1）主切削力 Fc （ 2）背向力 Fp （ 3）轴向力 Fa 按工作台运动方向分解：（ 1）垂直分力 Fv： （ 2）横向分力 Fe （ 3）纵向分力 Ff 图 8.14 铣削力2铣削功率有效切削功率主 切削力可根据 M= Fcdo /2求得，其他各力则可根据它们与主切削力 Fc的比值（见表 8.6 ）求得。主切削力 Fc的计算还可用有关手册经验公式进行计算，它与工件材料、刀具材料、铣刀的形式以及铣削用量有关。8.3.3 铣削方式1端铣的铣削方式（见图 8.15）（ 1）对称铣：铣刀轴线位于铣削弧长的对称中心位置，即切入、切出时切削厚度相同时为对称铣。 （ 2）不对称逆铣：若切入时切削厚度小于切出时切削厚度为不对称逆铣。 （ 3）不对称顺铣：若切入时切削厚度大于切出时切削厚度为不对称顺铣。
